白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏鵬

一、零件的結(jié)構(gòu)工藝分析

零件形狀如圖1 所示，有輪廓加工、凹圓弧加工及孔加工等。由于典型零件為內(nèi)圓弧且盲孔薄壁零件，形狀比較簡單，但是工序復(fù)雜，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。零件的尺寸公差在0.05—0.1mm 之間，且凹模底部為球面，區(qū)域面積較小，表面質(zhì)量和精度要求高，達(dá)到了Ra1.6um，在數(shù)控銑床上一次裝夾，相對(duì)難加工，球頭銑刀加工時(shí)容易產(chǎn)生刀紋，處理不好可能會(huì)導(dǎo)致其公差及表面粗糙度難以達(dá)到要求。為了保證加工精度和表面質(zhì)量，工藝安排為粗加工和半精加工在數(shù)控銑床上加工，精加工在數(shù)控車床上加工。

圖1

二、設(shè)計(jì)夾具及裝夾方案

結(jié)合零件圖分析，該零件加工工序簡單，主要是提高內(nèi)孔圓球的光潔度，為了提高加工效率及加工精度，在數(shù)控車床上制作了專用夾具。

制作該夾具時(shí)，將夾具的中心車出一個(gè)定位柱與凹模的底面定位孔作為定位，凹模定位孔與夾具中心的定位柱是過盈配合， 為了防止在加工過程中定位柱松動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)，然后用壓板將工件的加工面夾緊，加工內(nèi)孔圓球，依次安裝定位，加工其余內(nèi)孔圓球，如圖2、圖3 所示。

圖2

圖3

三、確定加工順序

1、數(shù)控銑床

備料100mm×100mm×35mm →銑出定位面（B 面）→鉆定位孔→翻面→銑出加工面（A 面）→鉆凹?！帚姲寄！刖姲寄?。

2、數(shù)控車床

裝夾夾具→將凹模裝夾在夾具上面→精加工凹?！ッ獭鷻z驗(yàn)各尺寸。

四、刀具及切削用量選擇

部位 刀具名稱 刀具型號(hào) 轉(zhuǎn)速 進(jìn)給量1、銑定位底面 面銑刀 Φ80 500r/min 200mm/min鉆均布孔 麻花鉆 Φ4 600r/min 60mm/min 2、銑加工表面 面銑刀 Φ80 500r/min 200mm/min鉆均布孔 麻花鉆 Φ12 300r/min 80mm/min粗銑均布孔 平底刀 Φ12 800r/min 150mm/min半精銑孔底圓弧 球頭銑刀 Φ8 1200r/min 150mm/min 3、精加工均布孔 圓弧車刀 R6 800r/min 0.1mm/r

五、凹模的加工工藝

（1）在銑床上，用虎鉗夾住100mm×100mm×35mm的毛坯，用面銑刀銑一個(gè)基準(zhǔn)面（A 表面）及四周，然后，翻面用百分表打表找正，銑出另一面基準(zhǔn)面（B 表面）。

（2）用Φ4 的鉆頭，在已經(jīng)裝夾好的毛坯B 表面上均布鉆出9 個(gè)小孔。

（3）翻面以B 表面為下表面，用百分表打表找正，虎鉗夾緊毛坯，在A 表面上，向下銑去0.5mm，然后用Φ12的鉆頭，鉆出深21mm 的落刀孔，依次鉆完9 個(gè)孔。

（4）換Φ12 平底刀粗銑內(nèi)表面，每層下刀1mm，深21mm，內(nèi)徑留1mm 的余量，依次銑完9 個(gè)孔。

（5）用Φ8 的球頭刀半精加工內(nèi)孔圓弧面，每層進(jìn)刀0.5mm，內(nèi)徑留0.5mm 的余量，依次銑完9 個(gè)孔。

（6）換車床，把已經(jīng)做好的夾具（鋁合金）夾在車床上，然后再把夾具端面車平，夾具中心車削出Φ4mm×3mm 的小臺(tái)階，作為回轉(zhuǎn)中心的定位柱。

（7）然后以零件B 表面為基準(zhǔn)面，以夾具上的定位柱為固定點(diǎn)，貼合裝夾在夾具上面，用壓板壓緊并固定好。

（8）用R6mm 的圓弧內(nèi)孔刀，逐一精加工凹圓弧表面。

（9）完成零件精加工。

六、數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)

編程時(shí)以刀位點(diǎn)圓弧圓心進(jìn)行編程，加工時(shí)對(duì)刀點(diǎn)在R6 圓弧刀的圓心，用R6 的圓弧刀加工內(nèi)孔時(shí)，刀具與加工表面是圓弧與圓弧相切加工，能獲得很好的表面質(zhì)量， 能有效控制零件加工精度。注意進(jìn)給速度要縮小一個(gè)等級(jí)，因?yàn)檐嚨秾?shí)際走的速度會(huì)以內(nèi)孔圓弧刀的圓心走刀，如圖4、圖5 所示，而不是圓弧刀弧面接觸點(diǎn)來走。

圖4

圖5

數(shù)控車精加工參考程序如下：

O1234

N1 M43（高檔位轉(zhuǎn)速）

N2 T0101（刀具號(hào)）

N3 M03 S800（主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速）

N4 M08（冷卻液開）

N5 G00 X0.0 Z8.0（刀具圓心與工件同軸，離工件8cm）

N6 G00 X-1.000 Z2.537 （刀具Z 向與工件接觸）

N7 G01 X13.126 F0.1（刀具X 向與工件接觸）

N8 G01 X6.747 Z-4.297 （加工第一條斜面）

N9 G01 X3.965 Z-14.763 （加工第二條斜面）

N10 G03 X0.0 Z-16.500 R2 （加工圓?。?/p>

N11 G01 X0.0 F20 （X 向退刀）

N12 G00 Z8.0（Z 向退刀）

N13 M09（冷卻液停）

N14 M30（主軸停，程序結(jié)束返回程序頭）

七、結(jié)語

本文通過在數(shù)控銑床和車床上加工圓弧零件的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述了加工工藝路線、操作技巧，從加工案例中可以發(fā)現(xiàn)，合理選擇工藝路線和刀具，利用設(shè)計(jì)的專用夾具保證了凹模零件的加工效率及加工精度。解決了在實(shí)際加工中，用球頭銑刀加工凹圓弧時(shí)，表面所產(chǎn)生的刀紋，也避免了刀具在加工中出現(xiàn)過切和欠切現(xiàn)象這一難題。